殷慧子，徐 金，奚小波，張瑞宏,

（1.揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州2252127；2.江蘇銀濤智能裝備有限公司，江蘇 泰州225311）

0 引言

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)作物種類繁多，種植面積大，其中籬架式作物已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)種植的重要組成部分，我國(guó)的籬架式作物種植范圍也越來越廣[1]。在作物管理中，植保作業(yè)對(duì)預(yù)防病蟲害、確保作物的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)具有重要作用。當(dāng)前植保作業(yè)采用的噴霧機(jī)械與國(guó)際上目前使用的噴霧機(jī)械有很大的差距。我國(guó)籬架式作物植保作業(yè)大多釆用以下種方式：第一種方式是用手動(dòng)背負(fù)式噴霧器作業(yè)，作業(yè)條件差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且噴出的藥液顆粒大，不均勻，彌漫性差，增大了藥物殘留量[2]，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致作業(yè)人員中毒；第二種方式是用背負(fù)式機(jī)動(dòng)噴霧噴粉機(jī)，雖霧化效果較好，但由于藥箱容量有限，需要經(jīng)常添加藥液，作業(yè)效率較低；第三種方式是將藥桶放在農(nóng)用運(yùn)輸車上，車子停在果園的道路上，操作人員拖管子、噴槍進(jìn)地作業(yè)，雨后作業(yè)時(shí)，其勞動(dòng)強(qiáng)度也較大[3-4]。隨著籬架式作物（葡萄、黃瓜、豆）種植面積的不斷擴(kuò)大，廣大種植戶對(duì)實(shí)現(xiàn)籬架式作物生產(chǎn)機(jī)械化的愿望愈發(fā)強(qiáng)烈，我國(guó)籬架式作物植保機(jī)械還剛剛起步。因此，實(shí)施和推廣適用籬架式作物的噴霧機(jī)是解決上述問題的重要舉措。

1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

從世界范圍來看，美國(guó)、日本的植保技術(shù)較發(fā)達(dá)，處于世界領(lǐng)先水平。除此之外，還有澳大利亞、加拿大、俄羅斯、巴西、韓國(guó)等國(guó)家。這些國(guó)家無論是在機(jī)械設(shè)備、藥劑及智能化設(shè)備的研發(fā)上，還是在先進(jìn)的植保技術(shù)方面，都給我國(guó)提供了大量的可借鑒經(jīng)驗(yàn)[5]。

在植保作業(yè)中，有許多方法用來減少農(nóng)藥流失嚴(yán)重的狀況，采用隧道噴霧技術(shù)就是其中的一種方法。隧道噴霧機(jī)將隧道式罩蓋蓋住籬架式作物，藥液從蓋罩中噴灑至靶標(biāo)上，未達(dá)靶的藥液將回收至回收槽中重新進(jìn)入藥液箱中再次使用。該噴霧機(jī)針對(duì)籬架式作物能夠?qū)⒘魇У脑囼?yàn)藥液與飄失霧滴有效回收，能夠節(jié)約農(nóng)藥使用量和減輕環(huán)境污染，從而達(dá)到籬架式作物病蟲害防治以及環(huán)境保護(hù)的目的[6-8]。

20世紀(jì)70年代，國(guó)外果園開始種植果樹冠層2.5 m以下的果樹，未能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋式噴霧，循環(huán)噴霧機(jī)就此誕生。循環(huán)噴霧機(jī)種類許多，大體可以分為“π”型罩蓋型、收集器型、反射型和氣流循環(huán)型四類[9-11]。H.W.Hogmire等通過采用Curtec橫流風(fēng)扇或Proptec風(fēng)扇的隧道式噴霧機(jī)與傳統(tǒng)的空氣噴霧機(jī)進(jìn)行病蟲和疾病控制，發(fā)現(xiàn)Curtec和Proptec風(fēng)扇提供的控制等于或優(yōu)于空氣噴霧機(jī)[12]。S.Planas等通過比較評(píng)估了空氣輔助隧道式循環(huán)噴霧機(jī)在地中海果園和葡萄園中的使用，并認(rèn)為隧道式循環(huán)噴霧機(jī)可能是滿足未來噴霧機(jī)應(yīng)用環(huán)境要求的一種選擇，只要作物栽培系統(tǒng)改變?yōu)檩^小尺寸的果園和墻狀棚架葡萄園[13]。Ade等通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)相比普通風(fēng)送噴霧機(jī)，隧道噴霧機(jī)的地面流失量減少5%，霧滴沉積量也高達(dá)87%[14]。目前市場(chǎng)上比較常見的是LIPCO和MUNCKHOF公司生產(chǎn)的隧道噴霧機(jī)。據(jù)資料顯示LIPCO公司生產(chǎn)的隧道噴霧機(jī)在枝葉稀少時(shí)藥液回收能達(dá)到70%，MUNCKHOF公司生產(chǎn)的隧道噴霧機(jī)在枝葉稀少時(shí)藥液回收率在30%～60%[15]。

2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國(guó)的農(nóng)藥、施藥機(jī)械經(jīng)過建國(guó)以來的發(fā)展，取得了顯著的提升，但在使用的技術(shù)理論和技術(shù)措施方面仍然無法匹配我國(guó)農(nóng)業(yè)大國(guó)的水平，目前我國(guó)籬架式作物很少有專用的施藥機(jī)具，一直以來，施藥僅是使用老式的噴霧機(jī)，農(nóng)藥的流失和霧滴的飄失無法回收，而且通用的植保機(jī)具對(duì)籬架式作物進(jìn)行植保作業(yè)過程中，普遍存在低效、高殘留、高污染和嚴(yán)重影響作物品質(zhì)等問題，制約著籬架式作物施藥工作的效果和效率，無法有效控制已噴和未噴界限，造成農(nóng)藥的利用率僅為20%～30%，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家50%的水平，造成農(nóng)藥流失，嚴(yán)重污染了環(huán)境。

隧道噴霧機(jī)在國(guó)內(nèi)的研究較少，宮少俊、宋堅(jiān)利對(duì)國(guó)內(nèi)隧道噴霧機(jī)起到了推動(dòng)作用。宋堅(jiān)利等研發(fā)了“π”型循環(huán)噴霧機(jī)將藥液回收率達(dá)10%[16]；牛萌萌等設(shè)計(jì)了高地隙隧道噴霧機(jī)將藥液回收率提高到7.33%左右并且在噴頭安裝偏角15°和30°時(shí)有更好的霧滴沉積量[17]；朱松等研發(fā)了隧道式霧滴回收施藥車，該機(jī)具地隙可調(diào)節(jié)并采用輪式行走方案，大大降低機(jī)具成本[18]；閆曉海等設(shè)計(jì)了集噴桿式噴霧和隧道式噴霧兩位一體的煙草噴霧機(jī)，通過滑移變形機(jī)構(gòu)通過鏈條傳動(dòng)和變角伸縮機(jī)構(gòu)改變噴霧機(jī)架形態(tài)，實(shí)現(xiàn)噴桿式和隧道式兩種藥液噴施模式，提高煙草不同生長(zhǎng)期的藥物噴施效果[19]；苑進(jìn)等通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了高地隙噴桿式與隧道式一體噴霧機(jī)能在煙草打頂期和采收期時(shí),在植株豎直方向上下層葉片正面平均單位面積霧滴沉積量提高50%左右，藥液霧滴霧化煙葉附著效果良好,并且?guī)缀鯚o煙葉損傷[20]；張?zhí)墼谌灰惑w多功能噴霧機(jī)實(shí)驗(yàn)中表明隧道式噴霧模式下有風(fēng)時(shí)比無風(fēng)時(shí)霧滴沉積量提高了26.5%，變異系數(shù)降低了11.7%；隧道式噴霧模式下葉面藥液附著率為52.2%,葉背藥液附著率為37.8%[21]。

3 存在問題

隧道噴霧機(jī)能夠及時(shí)控制病蟲害，在能夠減少環(huán)境污染的同時(shí)確保操作人員的安全，但也存在一定的問題：

（1）國(guó)外雖在噴霧機(jī)裝置上采用先進(jìn)的噴霧技術(shù)，提高了農(nóng)藥利用率，但其價(jià)格昂貴，一臺(tái)設(shè)備幾十萬到上百萬不等，如果單靠進(jìn)口的話，對(duì)于籬架式作物種植成本較高；而且國(guó)外噴霧機(jī)都以大、中型為主，并不符合我國(guó)種植發(fā)展需求。

（2）隧道噴霧機(jī)在國(guó)內(nèi)研究時(shí)間較短，會(huì)因人工操作造成藥液難以霧化后再對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行施藥，造成農(nóng)藥浪費(fèi)，并且由于病蟲害嚴(yán)重性不同也會(huì)造成無法采取有效的施藥方法，難以達(dá)到精細(xì)化病蟲害的防治效果，導(dǎo)致隧道噴霧機(jī)在中國(guó)并未得到較為廣泛的關(guān)注。

（3）國(guó)外有針對(duì)不同籬架式作物采用的噴霧機(jī)，而國(guó)內(nèi)缺少噴霧機(jī)的針對(duì)性研究。國(guó)外有針對(duì)不同籬架式作物采用的噴霧機(jī)，而國(guó)內(nèi)缺少噴霧機(jī)的針對(duì)性研究。

（4）噴霧機(jī)種類較少，型號(hào)單一，噴頭等重要噴灑部件系列化程度低，無法滿足不同作物、不同病蟲害的防治需要。國(guó)內(nèi)噴霧機(jī)及其零部件技術(shù)性能落后，制造質(zhì)量和外觀質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),可靠性差，使用壽命短。噴霧機(jī)仍采用空心錐形霧化噴嘴，噴嘴材質(zhì)差，耐磨性和耐腐蝕性不高，霧化效果差。一些泵沒有自動(dòng)卸壓功能，缺乏安全性；泵內(nèi)氣缸的材質(zhì)不具有防腐功能。

4 發(fā)展對(duì)策

（1）研發(fā)適合不同籬架式作物的噴霧機(jī)具。由于我國(guó)種植面積廣、人員分散、作業(yè)強(qiáng)度相對(duì)也高，因此需要根據(jù)具體發(fā)展情況，開展適合我國(guó)種植發(fā)展需求的噴霧機(jī)具是至關(guān)重要的。

（2）加快精準(zhǔn)對(duì)靶變量施藥技術(shù)、新型噴頭的研究，加強(qiáng)泵的系列化、減少霧滴飄逸、大力解決滴漏問題、自動(dòng)對(duì)靶技術(shù)等內(nèi)容。

（3）精確控制農(nóng)藥使用劑量，避免操作者與藥物的直接接觸以及藥液排放對(duì)環(huán)境的污染，繼續(xù)開展對(duì)未被利用農(nóng)藥回收的研究，進(jìn)一步減少浪費(fèi)與環(huán)境污染。

5 結(jié)語

農(nóng)業(yè)的施藥機(jī)械、施藥技術(shù)是目前我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，施藥機(jī)械、農(nóng)藥、施藥方法的探索和研究，成為設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械的重要環(huán)節(jié)，為高質(zhì)量、綠色產(chǎn)品的提升提供堅(jiān)實(shí)的保障，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械的領(lǐng)域?qū)⒊蔀楝F(xiàn)代農(nóng)業(yè)的就業(yè)領(lǐng)域，同時(shí)帶動(dòng)相關(guān)實(shí)體及服務(wù)領(lǐng)域的發(fā)展，具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。通過開發(fā)、研究、應(yīng)用先進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械，加強(qiáng)施藥技術(shù)與機(jī)械的研究來提高我國(guó)農(nóng)藥施藥技術(shù)水平已成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的重中之重，因此隧道噴霧機(jī)研究具有廣闊的應(yīng)用前景：①籬架式蔬菜等作物不同生長(zhǎng)期的病蟲防治；②推廣應(yīng)用于籬架式花卉、林果樹等其他作物的施藥領(lǐng)域。